(57)【要約】【課題】被測定圧力の検出精度の低下を回避することを課題とする。【解決手段】  圧力センサ１１が他の別体構成要素の専用回路１２ならびに走行センサ１３と混載されてリードフレーム１４に搭載され、圧力センサ１１と専用回路１２ならびに走行センサ１３とが一体的に樹脂封止された圧力センサの実装構造において、圧力センサ１１は、専用回路１２ならびに走行センサ１３が実装されて接地電位が与えられたリードフレーム１４のダイパッド部１５ｂと電気的に分離されて電気的にフローティング状態のリードフレーム１４のダイパッド部１５ａに搭載されて実装されることを特徴とする。【選択図】図１
2010190698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサが他の別体構成要素と混載されて実装基板に搭載され、前記圧力センサと前記別体構成要素とが一体的に封止された圧力センサの実装構造において、
前記圧力センサは、前記別体構成要素が実装されて所定の電位が与えられた実装基板と電気的に分離されて電気的にフローティング状態の実装基板に搭載されて実装される
ことを特徴とする圧力センサの実装構造。
【請求項２】
前記圧力センサが搭載されて実装された実装基板における前記圧力センサが接合されるダイパッド部には、前記ダイパッド部をフレーム枠に支持し、前記ダイパッド部が前記フレーム枠から切り離される際に同時に前記フレーム枠から切り離されるダミーリードが形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサと電気回路等の他の別体構成要素とを混載して実装基板に実装する圧力センサの実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献には、シリコン基板にＭＯＳトランジスタが形成され、その上部に多層配線層が形成され、最上部に圧力センサが形成され、シリコン基板上に圧力センサとＭＯＳトランジスタとが混載されて実装された実装技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２６１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような実装技術において、実装基板に搭載された素子の安定動作を図るため、例えば外部との間で無線通信を行う集積回路における通信の安定化を目的として、例えば外部からのノイズを抑制するために、実装基板に所定の電位、例えば接地電位を与えている場合がある。
【０００５】
このような実装基板に、被測定圧力が導入される圧力導入室が外部に開放されているような静電容量式の圧力センサが搭載されている場合に、外部から導電性の液体が圧力導入室に侵入すると、感圧部として機能するダイヤフラムを一方の電極とし、圧力センサを支持実装する実装基板を他方の電極とし、侵入した液体を両電極間に挟まれた誘電体とする寄生容量が形成されるおそれがあった。
【０００６】
このような寄生容量は、被測定圧力に応じて容量が変化する圧力検出用の静電容量に対して電気的に並列接続されるように形成される。このため、容量値が予め固定して作り込まれている圧力検出用の静電容量の容量値が変化してしまい、被測定圧力を検出する精度が低下して、被測定圧力を正確に検出することができなくなるといった不具合を招くおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被測定圧力の検出精度の低下を防止した圧力センサの実装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧力センサの実装構造は、圧力センサが他の別体構成要素と混載されて実装基板に搭載され、圧力センサと別体構成要素とが一体的に封止された圧力センサの実装構造において、圧力センサは、別体構成要素が実装されて所定の電位が与えられた実装基板と電気的に分離されて電気的にフローティング状態の実装基板に搭載されて実装されることを第１の特徴とする。
【０００９】
本発明に係る圧力センサの実装構造は、上記第１の特徴の実装構造において、圧力センサが搭載されて実装された実装基板における圧力センサが接合されるダイパッド部には、ダイパッド部をフレーム枠に支持し、ダイパッド部がフレーム枠から切り離される際に同時にフレーム枠から切り離されるダミーリードが形成されていることを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る第１の特徴の圧力センサの実装構造では、圧力センサに侵入した液体により測定に影響を及ぼす寄生容量が形成されることは回避され、被測定圧力の検出精度の低下を防止することができる。
【００１１】
本発明に係る第２の特徴の圧力センサの実装構造では、圧力センサが実装されるリードフレームの支持強度を高めることが可能となり、リードフレームに圧力センサをダイボンディングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る圧力センサの実装構造を示す図である。
【図２】実施例１で実装される圧力センサの構成を示す断面図である。
【図３】圧力センサを実装した際の液体の滞留の様子を示す断面図である。
【図４】被測定圧力を測定する従来の等価回路における容量の接続関係を示す図である。
【図５】被測定圧力を測定する実施例１の等価回路における容量の接続関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明を実施するための実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１に係る圧力センサの実装構造を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は下面図、同図（ｃ）は同図（ａ）、（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１５】
この実施例１の実装構造で実装される圧力センサ１１は、例えば車両のタイヤの空気圧を検出する静電容量式の圧力センサであり、圧力センサ１１で検出された静電容量を圧力に変換し、変換で得られたタイヤの空気圧情報を無線で車両に搭載された受信システムに送信するための所定の処理を行う専用の集積回路（ＡＳＩＣ）として機能する専用回路１２と、タイヤの回転を検出する走行センサ１３とともに、実装基板（リードフレーム）１４に半導体微細加工技術を用いてＭＥＭＳ構造体として実装形成されている。
【００１６】
圧力センサ１１と専用回路１２、ならびに専用回路１２と走行センサ１３とはボンディングワイヤ等で電気的に接続され、これらの搭載素子は樹脂２０等により一体的にモールドされて封止されている。
【００１７】
リードフレーム１４には、上記圧力センサ１１、ならびにこの圧力センサ１１と混載されて一体的に実装封止される別体構成要素の専用回路１２、走行センサ１３がダイボンディングより載置固着されるダイパッド部１５がフレーム枠１６の略中央に設けられている。このダイパッド部１５は、タイバー１７によってフレーム枠１６に支持されている。フレーム枠１６には、ダイパッド部１５に向かって延在するリード１８が複数設けられ、このリード１８と専用回路１２とがボンディングワイヤ１９で電気的に接続されている。
【００１８】
ダイパッド部１５は、電気的に分離される２つのダイパッド部１５ａ、１５ｂで構成されている。一方のダイパッド部１５ａには、圧力センサ１１が載置されてダイボンディングされ、他方のダイパッド部１５ｂには、圧力センサ１１の他の専用回路１２ならびに走行センサ１３が載置されてダイボンディングされている。
【００１９】
ダイパッド部１５ｂには、接地電位が与えられるグランドピンとして機能するリード１８ＧＮＤが一体的に形成されている。一方、圧力センサ１１が載置固着されるダイパッド部１５ａには、上記リード１８ＧＮＤと同様に機能するリードは設けられていない。このため、ダイパッド部１５をフレーム枠１６から切り離して実装封止すると、圧力センサ１１が載置固着されたダイパッド部１５ａと専用回路１２ならびに走行センサ１３が載置固着されたダイパッド部１５ｂとは電気的に分離される。
【００２０】
したがって、実装封止後リード１８ＧＮＤに接地電位を与えることで、専用回路１２ならびに走行センサ１３が実装されたリードフレーム１４には接地電位が与えられるのに対して、圧力センサ１１が実装されたリードフレーム１４には接地電位は与えられず電気的にフローティング状態となる。すなわち、圧力センサ１１は、専用回路１２や走行センサ１３が実装されて接地電位が与えられたリードフレーム（実装基板）と電気的に分離されて電気的にフローティング状態のリードフレーム（実装基板）に搭載されて実装されることになる。
【００２１】
圧力センサ１１が実装されるリードフレーム１４には、圧力センサ１１で測定される被測定圧力が導入される圧力導入室２１と外部とを連通する圧力導入孔２２がリードフレーム１４を貫通して設けられている。
【００２２】
なお、ダイパッド部１５ａをフレーム枠１６に支持する支持部材として機能し、リード１８がフレーム枠１６から切り離される際に同時にフレーム枠１６から切り離されるダミーリードをダイパッド部１５ａに一体的に形成し、このダミーリードとタイバー１７との双方で、圧力センサ１１が実装されるリードフレーム１４をフレーム枠１６に支持するようにしてもよい。このような構成を採用することで、ダミーリードを設けない場合に比べてリードフレーム１４の支持強度を増すことができ、圧力センサ１１のダイボンディングが可能となる。
【００２３】
図２は図１に示す圧力センサ１１の構成を示す断面図である。
【００２４】
図２において、圧力センサ１１は、実装基板となるリードフレーム１４上に絶縁膜３１介して実装され、シリコン等の半導体の支持基板３２に形成されている。支持基板３２には、逆角錐台状をして下部が開放された凹部が形成され、この凹部は上方で狭く下方で広く形成されて圧力導入室２１を構成している。圧力導入室２１の上部の支持基板３２は薄肉化されて、被測定圧力を受ける受圧面（感圧部）となるダイヤフラム３３が形成され、ダイヤフラム３３の周囲の支持基板３２は厚肉化されてダイヤフラム３３を支持する支持部３４が形成されている。
【００２５】
支持基板３２は、リードフレーム１４に接合された面側と逆側の面がガラス基板３５と陽極接合等により接合され、支持基板３２のダイヤフラム３３とガラス基板３５との間に真空室３６が形成されている。真空室３６のガラス基板３５側には、ダイヤフラム３３に対向して固定電極３７が形成され、この固定電極３７と可動電極として機能するダイヤフラム３３とで、被測定圧力に応じて容量値が変化する圧力検出用の静電容量Ｃ１が構成されている。
【００２６】
ガラス基板３５には、支持基板３２に至る貫通孔３８が設けられ、この貫通孔３８の周面には金属メタライズ面３９が形成され、この金属メタライズ面３９を介して固定電極３７ならびに可動電極となるダイヤフラム３３の支持基板３２が専用回路１２と電気的に接続され、圧力検出用の静電容量が専用回路１２と電気的に接続される。
【００２７】
このような実装構造において、図３の断面図に示すように圧力導入孔２２を介して外部から圧力導入室２１に導電性の液体４０が侵入すると、図３に示すように侵入した液体４０が圧力導入室２１内の支持部３４の周面付近やリードフレーム１４の表面付近に滞留するおそれがある。圧力導入室２１内に導電性の液体４０が滞留すると、この液体４０により支持基板３２とリードフレーム１４との間に寄生容量Ｃ２が寄生形成されることになる。
【００２８】
このようにして形成された寄生容量Ｃ２は、圧力を測定する測定回路において、図４に示すように圧力検出用の静電容量Ｃ１に対して接続されることになる。すなわち、図４において、圧力検出用の静電容量Ｃ１は、接地（グランド）電位に設定されたリードフレーム１４と高位電源（ＶＤＤ）との間で専用回路１２側の入力容量Ｃ３と直列に接続され、直列接続点から検出信号が専用回路１２に入力される。一方、寄生容量Ｃ２は、その一方端が圧力検出用の静電容量Ｃ１の一方端ならびに高位電源（ＶＤＤ）に接続され、寄生容量Ｃ２の他端は、寄生容量Ｃ２とともに液体４０の抵抗成分として寄生形成される寄生抵抗Ｒ２の一方端に接続され、寄生抵抗Ｒ２の他方端がリードフレーム１４に接続される。
【００２９】
このように寄生容量Ｃ２が形成されて、寄生抵抗Ｒ２を介して寄生抵抗Ｒ２が接続されるリードフレーム１４が専用回路１２ならびに走行センサ１３が実装されたリードフレーム１４と電気的に分離されておらず接地電位が与えられている場合には、専用回路１２側からみた静電容量は、圧力検出用の静電容量Ｃ１に寄生容量Ｃ２が加わることになり、全体の静電容量は増加することになる。このため、初期設定された圧力検出用の静電容量は圧力導入室２１に液体４０が侵入する前と異なり、測定される圧力に誤差が生じて被測定圧力を精度良く測定することができなくなり、検出精度が低下するおそれがあった。
【００３０】
これに対して、この実施例１では、上述したように圧力センサ１１が実装されたリードフレーム１４は専用回路１２ならびに走行センサ１３が実装されたリードフレーム１４と電気的に分離された実装構造を採用している。すなわち、圧力センサ１１はリードフレーム１４のダイパッド１５ａに搭載され、専用回路１２ならびに走行センサ１３はダイパッド１５ａとは電気的に分離されたダイパッド１５ｂに搭載されているので、専用回路１２ならびに走行センサ１３が実装されたリードフレーム１４に接地電位が与えられても、圧力センサ１１が実装されたリードフレーム１４は電気的にフローティング状態が保持される。これにより、圧力導入室２１に侵入した液体４０によって寄生形成された寄生容量Ｃ２ならびに寄生抵抗Ｒ２は、図５に示すようにリードフレーム１４への電流経路は形成されることはなく、圧力検出用の静電容量Ｃ１に寄生容量Ｃ２が電気的に並列接続されることは回避される。すなわち、電気的には寄生容量Ｃ２ならびに寄生抵抗Ｒ２が形成されていないものと同等の状態で圧力を測定することができる。
【００３１】
したがって、圧力導入室２１に導電性の液体が侵入しても、被測定圧力を正確に測定することが可能となり、検出精度の低下を防止することができる。
【００３２】
なお、圧力センサ１１が計測する圧力はタイヤの空気圧の他の様々な圧力であっても勿論かまわない。また、圧力センサ１１と混載される別体構成要素の機能や個数は、専用回路１２や走行センサ１３に限らず様々な機能の電気回路やＭＥＭＳ構造体であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１１…圧力センサ
１２…専用回路
１３…走行センサ
１４…リードフレーム
１５，１５ａ，１５ｂ…ダイパッド部
１６…フレーム枠
１７…タイバー
１８，１８ＧＮＤ…リード
１９…ボンディングワイヤ
２０…樹脂
２１…圧力導入室
２２…圧力導入孔
３１…絶縁膜
３２…支持基板
３３…ダイヤフラム
３４…支持部
３５…ガラス基板
３６…真空室
３７…固定電極
３８…貫通孔
３９…金属メタライズ面
４０…液体
【図１】
2010190698.tif 000003
【図２】
2010190698.tif 000004
【図３】
2010190698.tif 000005
【図４】
2010190698.tif 000006
【図５】
2010190698.tif 000007